نويسنده: آرزو شانكي

برخي از روش هاي جدا سازي مواد آلي از محلول هاي آبي عبارتند از: استخراج با حلال ، استفاده از اولترا فيلترها، حذف بيولوژيكي، جذب به وسيله كربن فعال، اكسيداسيون شيميايي، تركيب شيميايي، هيدروليز، روش هاي اسمزي و استفاده از اشعه UV .
روش استخراج با حلال ،‌در مواردي كه ماده استخراج شونده درصد وزني بسيار كمي در آب دارد، بهتر از روش تقطير و روش هاي كاتاليستي عمل مي كند.
اين روش برخلاف روش هاي كاتاليستي كه هزينه زيادي را به خود اختصاص مي دهند از نظر صنعتي مقرون به صرفه است.
فورفورال يك آلدئيد آلي است كه در پالايشگاه هاي روغن موتور به عنوان جاذب و به منظور حذف مواد آروماتيك در خوراك ورودي اين پالايشگاه ها استفاده شده و از اين طريق وارد پساب آنها مي شود.
در مورد خصوصيات ظاهري اين ماده مي توان به موارد زير اشاره كرد:
در دماي اتاق پايدار و به صورت مايع است. در حضور هوا اكسيد شده، به رنگ تيره در مي آيد. در حضور گرما به Co2 و Co تجزيه مي شود. با اكسيد كننده هاي قوي مانند اسيدها و بازها ناسازگار است. ميزان حلال يت اين ماده در آب 83 gr/lit است.
با بررسي خطرات زيست محيطي فورفورال مشخص شده كه به طور كلي اين ماده جزو يكي از خطرناك ترين مواد است كه اگر بلعيده شود، مي تواند كشنده باشد و اگر جذب پوست شود بسيار مضر است. هم چنين اين مواد روي سيستم عصبي تاثير مي گذارد و بخار و مايع آن نيز قابل اشتعال است و مي تواند سبب حساسيت هاي پوستي شود و به پوست، چشم و دستگاه تنفس آسيب هايي جدي برساند.
در حال حاضر تصفيه يا حذف اين ماده از پساب، يكي از مشكلات عمده پالايشگاه هاي روغن موتور است. به همين منظور از يك حلال مناسب براي حذف اين ماده از پساب استفاده شده است. اين عمل به روش شيميايي و با عنوان استخراج با حلال انجام گرفته است.
روش آناليزي كه براي اندازه گيري فورفورال در پساب به كار برده شده، درصد وزني فورفورال موجود در پساب را قبل و بعد از حذف تعيين مي كند.

نتيجه آزمايش ها
براي بررسي آزمايشگاهي، پساب هاي زير تهيه شد:
محلول پساب حاوي 0/5 wt% فورفورال پالايشگاه تهران
محلول پساب حاوي 0/2 wt% فورفورال پالايشگاه تهران
محلول پساب حاوي 0/1 wt% فورفورال پالايشگاه نفت بهران
محلول پساب حاوي 0/1 wt% فورفورال پالايشگاه نفت پارس
به 50 cc از پساب هاي حاوي فورفورال درصد وزني مختلفي از حلال افزوده شد و مشاهدات به صورت زير درآمد.
مخلوط داخل دكانتور ريخته، به شدت و به مدت3 دقيقه به هم زده و براي مدت15 دقيقه هم به حال خود رها شده است. سپس به صورت دو فاز به طور مجزا، قابل تشخيص بوده و فاز آلي يا همان فاز حلال به سرعت رنگ زرد كم رنگ فورفورال را به خود گرفته و فورفورال از فاز آبي به فاز حلال انتقال پيدا كرده است.
از لايه زيرين كه همان فاز آبي است مقادير وزني مختلفي از نمونه برداشته شده است. آزمايش اندازه گيري درصد وزني فورفورال در محلول هاي آبي به روشTexaco Method sp-96-61 روي آن انجام شده است.
حذف كامل فورفورال در كليه نمونه ها تنها زماني انجام گرفته است كه غلظت حلال معادل 50wt% در نمونه پساب بوده است. نتيجه اين كه براي كليه پساب ها با مقادير مختلف حلال به صورت زير درآمده است.


در زمان هاي مختلف90،60،30،15 و120 دقيقه، با مقادير مختلفي از حلال و پساب اوليه حاوي فورفورال، آزمايش هاي، استخراج انجام گرفته است. نتيجه براي كليه پساب ها با مقدار 50wt% حلال ، به صورت زير در آمده است:


در دماهاي مختلف صفر،50،25،10 درجه سانتي گراد با مقادير مختلفي از حلال و پساب اوليه حاوي فورفورال، آزمايش هاي استخراج انجام گرفته است. نتيجه براي كليه پساب ها با مقدار 50wt% حلال به صورت زير در آمده است:



بحث و بررسي
همانطور كه مشاهده شده است، بيشترين تاثير زمان تنها در ثانيه هاي اوليه استخراج فورفورال بوده كه هنوز دو فاز، به طور كامل ، قابل تشخيص نبوده اند. پس از گذشت حدود15 دقيقه كه استخراج كامل شده و دو فاز آبي و آلي، به طور كامل، قابل تشخيص بوده اند، زمان، ديگر تاثير چنداني بر مقدار حذف يا استخراج نداشته و پس از آن نمودارهاي مربوط به زمان به صورت خطي و ثابت درآمده است.
دما تاثير چنداني در ميزان حذف فورفورال به وسيله حلال استات اتيل نداشته است و تنها در كند و تند كردن سرعت واكنش تاثير گذار است. در دماهاي بالاي25 درجه سانتي گراد مشاهدات هم علاوه بر نتايج، مانند شرايط دماي25 درجه سانتي گراد بوده ولي براي دماهاي پايين مانند صفر درجه سانتيگراد مشاهدات كمي متفاوت بوده است. يعني در اين دما نمونه قابل آناليز كردن نبوده است.
ابتدا در اثر دماي پايين، فاز حلال - فورفورال يا همان فاز آلي از حالت شفاف به كدر تغيير رنگ داده كه ناشي از عدم اختلاط حلال با فورفورال در دماي پايين بوده، ولي به محض اينكه نمونه از داخل حمام بيرون آمده و براي جدا سازي فاز آبي استفاده شده، به طور كامل شفاف شده و پس از اندازه گيري در مقدار جذب، تغييري حاصل نشده است. در اصل دماهاي پايين باعث كندشدن سرعت واكنش مي شوند.
مكانيسم پيشنهادي براي روش آناليز به كار رفته در آزمايش بكار رفته در آزمايش Texaco Method-96-61 بدين صورت است.


همچنين مكانيسم عمل استخراج ضمن انجام آزمايش به صورت زير است:
در صورت جذب فورفورال به وسيله حلال ، پيوند هيدروژني بين فورفورال و آب شكسته شده، بين حلال و فورفورال اين پيوند هيدروژني برقرار مي شود و اين عمل باعث مي شود فورفورال از فاز آبي به فاز حلال انتقال يافته و از آب جدا شود.

نتيجه گيري
براي اين مقدار فورفورال درون آب، حلال استات اتيل حلال مناسبي بوده و تمامي اين مقدار فورفورال از درون آب استخراج شده است و آب باقيمانده تهي از اين ماده آلي و آروماتيك بسيار مضر براي محيط زيست شده است.
شرايط بهينه اين استخراج هم، دماي محيط25 تا30 درجه سانتي گراد، زمان حداقل15 دقيقه و مقدار حلال50 درصد وزني مقدار نمونه است. در زمان هاي كمتر از15 دقيقه و دماهاي نزديك به صفر شرايط اين استخراج سخت تر مي شود. دماهاي نزديك به صفر باعث كندشدن سرعت واكنش مي شوند.
ماهنامه نفت پارس